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    不銹鋼生銹的原因

    作者:春暉不銹鋼發布時間:2023-12-16 16:20:06

    通俗地說,不銹鋼就是不容易生銹的鋼,實際上一部分不銹鋼,既有不銹性,又有耐酸性(耐蝕性)。

    不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由于其表面上富鉻氧化膜(鈍化膜)的形成,這層膜使金屬與外界的介質隔離,阻止金屬被進一步腐蝕,并且還有自我修復的能力,如果一旦遭到破壞,鋼中的鉻會與介質中的氧重新生成鈍化膜,繼續起保護作用。

    這種不銹性和耐蝕性是相對的。試驗表明,鋼在大氣、水等弱介質中和硝酸等氧化性介質中,其耐蝕性隨鋼中鉻含水量的增加而提高,當鉻含量達到一定的百分比時,鋼的耐蝕性發生突變,即從易生銹到不易生銹,從不耐蝕到耐腐蝕。不銹鋼的不銹性,還與使用環境有關,不同的環境,要使用含鉻量不同的不銹鋼。

    含鉻量的高低是決定不銹鋼性能的根本因素。據悉歐美等國標準規定鉻含量低不能小于10.5%,日本規定是11%,我國為12%。


    不銹鋼分類 

    不銹鋼有五個基本的種類: 奧氏體,鐵素體,馬氏體,雙相不銹鋼,沉淀硬化型不銹鋼。

    (1) 奧氏體不銹鋼沒有磁性,具有代表性的鋼種是加入18%的鉻并含有一定的鎳,以增加抗腐蝕性, 它們是被廣泛運用的鋼種。 

    (2)鐵素體具有磁性,鉻元素是其主要的含量,比例為17%,這種材料具有很好的抗氧化性。 

    (3)馬氏體不銹鋼同樣也具有磁性,鉻的含量通常為13%,并含有適量比例的碳,它們可通過淬火和回火而被硬化。 

    (4)雙相體不銹鋼具有鐵素體和奧氏體的混合結構,鉻的含量在18%到28%之間,鎳的含量4.5%- 8%之間,它們對抗氯化物的侵蝕有很好的效果。

    (5)沉淀型不銹鋼鉻的常規含量為17,并加有一定量的鎳,銅和鈮,它們可通過析出和時效被硬化。 


    按金相組織可分為: 

    (1) 鐵素體不銹鋼(400系),為鉻不銹鋼,主要代表有Gr13,G17,Gr27-30;

    (2) 奧氏體不銹鋼(300系),鉻鎳不銹鋼,主要代表有304,316,321等;

    (3) 馬氏體不銹鋼(200系),鉻錳不銹鋼,碳含量高,主要代表有1Gr13等 


    不銹鋼為什么會生銹? 

    生銹原因:鉻元素是關鍵

    不銹鋼材料出現生銹現象,可能有以下幾個原因: 

    (1)使用環境中存在氯離子 

    氯離子廣泛存在,比如食鹽/汗跡/海水/海風/土壤等等。不銹鋼在氯離子存在下的環境中,腐蝕很快,甚至超過普通的低碳鋼。所以對不銹鋼的使用環境有要求,而且需要經常擦拭,除去灰塵,保持清潔干燥。(這樣就可以給他定個“使用不當”。) 

    美國有一個例子:某企業用一橡木容器盛裝某含氯離子的溶液,該容器已使用近百余年,上個世紀九十年代計劃更換,因橡木材料不夠現代,采用不銹鋼更換后16天容器因腐蝕泄漏。 

    (2)沒有經過固溶處理 

    合金元素沒有溶入基體,致使基體組織合金含量低,抗蝕性能差。 

    (3)天生的晶間腐蝕 

    這種不含鈦和鈮的材料有晶間腐蝕的傾向。加入鈦和鈮,再配以穩定處理,可以減少晶間腐蝕。在空氣中或化學腐蝕介質中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼,不銹鋼是具有美觀的表面和耐腐蝕性能好,不必經過鍍色等表面處理,而發揮不銹鋼所固有的表面性能,使用于多方面的鋼鐵的一種,通常稱為不銹鋼。

    代表性能的有13鉻鋼,18-8鉻鎳鋼等高合金鋼。從金相學角度分析,因為不銹鋼含有鉻而使表面形成很薄的鉻膜,這個膜隔離開與鋼內侵入的氧氣起耐腐蝕的作用。為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性,鋼必須含有12%以上的鉻。

    用于需要焊接的場合。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區中所析出的碳化物減至少,而碳化物的析出可能導致不銹鋼在某些環境中產生晶間腐蝕(焊接侵蝕)。因它會損害不銹鋼表面,并附著鐵粉而形成生銹的原因。 

    日常生活中,我們有時會發現街頭一些旗桿、候車亭、燈箱等設施的不銹鋼發生明顯銹跡的酸洗現象,既然是不銹鋼鈍化,為什么還會生銹呢?出現這些情況,有兩個原因,一是材料中鉻的含量低,屬于劣質不銹鋼。二是根本就不是不銹鋼,而是用電鍍蒙騙用戶。

    據了解,現在很多裝飾材料都是用這種電鍍工藝處理外表的,由于材料是一般鋼鐵,所以當電鍍層剝落后,自然會生銹。

    不銹鋼具有抵抗大氣氧化的能力---即不銹性,同時也具有在含酸、堿、鹽的介質中耐腐蝕的能力---即耐蝕性。但其抗腐蝕能力的大小是隨其鋼質本身化學組成、加互狀態、使用條件及環境介質類型而改變的。

    如304鋼管,在干燥清潔的大氣中,有優良的抗銹蝕能力,但將它移到海濱地區,在含有大量鹽份的海霧中,很快就會生銹了;而316鋼管則表現良好。因此,不是任何一種不銹鋼,在任何環境下都能耐腐蝕,不生銹的。不銹鋼是靠其表面形成的一層極薄而堅固細密的穩定的富鉻氧化膜(防護膜),防止氧原子的繼續滲入、繼續氧化,而獲得抗銹蝕的能力。一旦有某種原因,這種薄膜遭到了不斷地破壞,空氣或液體中氧原子就會不斷滲入或金屬中鐵原子不斷地析離出來,形成疏松的氧化鐵,金屬表面也就受到不斷地銹蝕。這種表面膜受到破壞的形式很多,日常生活中多見的有如下幾種: 

    1、不銹鋼表面存積著含有其他金屬元素的粉塵或異類金屬顆粒的附著物,在潮濕的空氣中,附著物與不銹鋼間的冷凝水,將二者連成一個微電池,引發了電化學反應,保護膜受到破壞,稱之謂電化學腐蝕。

    2、不銹鋼表面粘附有機物汁液(如瓜菜、面湯、痰等),在有水氧情況下,構成有機酸,長時間則有機酸對金屬表面的腐蝕。 

    3、不銹鋼表面粘附含有酸、堿、鹽類物質(如裝修墻壁的堿水、石灰水噴濺),引起局部腐蝕。 

    4、在有污染的空氣中(如含有大量硫化物、氧化碳、氧化氮的大氣),遇冷凝水,形成硫酸、硝酸、醋酸液點,引起化學腐蝕。 

    以上情況均可造成不銹鋼表面防護膜的破壞引發銹蝕。所以,為確保金屬表面光亮,不被銹蝕,如下建議:

    1、必須經常對裝飾不銹鋼表面進行清潔擦洗,去除附著物,消除引發修飾的外界因素。 

    2、海濱地區要使用316材質不銹鋼,316材質能抵抗海水腐蝕。 

    3、市場上有些不銹鋼管化學成分不能符合相應國家標準,達不到304材質要求。因此也會引起生銹,這就需要用戶認真選擇有信譽廠家的產品。

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